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Teoria do Balanceamento de Rotores: Normas ISO, Graus G, Fórmulas e Cálculos
Tudo o que as normas realmente dizem, com a matemática explicada: o que é o desequilíbrio em palavras simples, a fórmula da força centrífuga, desequilíbrio estático vs dinâmico, velocidade de vibração RMS, zonas de vibração da ISO 10816 (incluindo bombas), graus de qualidade de balanceamento ISO 1940 / ISO 21940-11 com o cálculo do desequilíbrio residual admissível, a conversão mm/s ↔ dB, frequências naturais e ressonância — e como cada um destes aspetos aparece no ecrã de um instrumento de balanceamento em campo.
- Desequilíbrio de rotor em termos simples
- Força centrífuga de desequilíbrio
- Desequilíbrio estático vs dinâmico
- Como o desequilíbrio reduz a vida útil dos rolamentos
- Velocidade de vibração RMS — o que é
- Normas de vibração ISO 10816 (incl. bombas)
- Tabela de graus G (ISO 1940 / 21940-11)
- Desequilíbrio residual admissível: o cálculo
- Frequência natural e ressonância
- Conversão de mm/s para dB
- FAQ
1. O Que É o Desequilíbrio de Rotor, em Termos Simples
Idealmente, a massa de um rotor está distribuída de forma a que o seu centro de massa se situe exatamente sobre o eixo de rotação. Na realidade nunca é exatamente assim: porosidade de fundição, tolerâncias de maquinação, reparações soldadas, pás desgastadas ou substituídas, sujidade acumulada, uma chaveta alojada no seu rasgo — tudo isto desloca alguns gramas para um lado. Esse desvio de massa é desequilíbrio.
Enquanto o rotor está parado, o desequilíbrio é invisível. Assim que gira, a massa desviada é forçada a percorrer um círculo e, pelas leis de Newton, puxa o veio para fora — uma vez por rotação, sempre em direção ao “ponto pesado”. Os rolamentos recebem uma força rotativa; a caixa recebe vibração exatamente à frequência de rotação (a componente 1×). Esta única frase explica a maior parte do que um instrumento de balanceamento faz: mede a intensidade do puxão que ocorre uma vez por rotação (amplitude) e para onde aponta o ponto pesado (fase).
O desequilíbrio é quantificado como massa vezes o seu raio:
U — desequilíbrio [g·mm]; m — massa deslocada [g]; r — raio a que se situa [mm]. 10 g a 100 mm = 1.000 g·mm — exatamente tão prejudicial quanto 20 g a 50 mm.
Dividir U pela massa do rotor dá o desequilíbrio específico e = U/M [g·mm/kg = µm] — que não é mais do que a distância entre o centro de massa e o eixo de rotação. Esta pequena grandeza é a ponte para os graus ISO em secção 7: um rotor industrial “bem balanceado” tem tipicamente o centro de massa a algumas dezenas de micrómetros do eixo.
2. A Força Centrífuga do Desequilíbrio — Fórmula e Exemplos Numéricos
A força rotativa criada pelo desequilíbrio é uma simples força centrífuga:
F — força [N]; m — massa de desequilíbrio [kg]; r — raio [m]; U — desequilíbrio [kg·m]; ω — velocidade angular [rad/s]; n — velocidade do rotor [rpm].
A parte que as pessoas subestimam é o quadrado de ω. Considere um desequilíbrio modesto de 100 g·mm (10 g a 10 mm, ou 1 g a 100 mm) e observe o que a velocidade lhe faz:
| Velocidade do rotor | ω | Força centrífuga a partir de 100 g·mm | Peso estático equivalente |
|---|---|---|---|
| 500 rpm | 52.4 rad/s | 0.27 N | ~28 g |
| 1,500 rpm | 157 rad/s | 2.5 N | ~0.25 kg |
| 3,000 rpm | 314 rad/s | 9.9 N | ~1 kg |
| 6,000 rpm | 628 rad/s | 39.4 N | ~4 kg |
| 12,000 rpm | 1,257 rad/s | 158 N | ~16 kg |
Um exemplo mais industrial: uma oficina de reparação solda um novo suporte de martelo num tambor de triturador e deixa-o 50 g mais pesado a um raio de 200 mm — ou seja, U = 10.000 g·mm. À velocidade de trabalho de 1.500 rpm, os rolamentos do tambor passam a suportar uma força rotativa adicional de F = 0.01 kg·m × 157² ≈ 246 N ≈ 25 kg — um saco de cimento a balançar em torno do veio 25 vezes por segundo. A 2.000 rpm, o mesmo erro puxa com ~44 kg.
Duas consequências práticas decorrem diretamente da lei ω²:
- As tolerâncias apertam com a velocidade. O mesmo desequilíbrio residual que é inofensivo num triturador a 500 rpm é destrutivo num fuso a 12.000 rpm — o que é exatamente o que a Graus G são construídos;
- “Só vibra à velocidade máxima” é física esperada, não é mistério: a metade da velocidade, a força é um quarto. (Se a vibração salta de forma desproporcionada numa banda estreita de rpm, trata-se de um fenómeno diferente — ressonância.)
3. Desequilíbrio Estático vs Dinâmico — a Diferença Que Decide Um Plano ou Dois
O desequilíbrio existe em duas formas elementares, e a diferença não é meramente académica: decide se um único peso de correção é suficiente ou se são necessários dois planos.
- Desequilíbrio estático — o ponto pesado está efetivamente numa única posição axial; o centro de massa está deslocado lateralmente. Sobre apoios livres, o rotor parado roda por si só até o lado pesado ficar em baixo (daí “estático” — pode ser encontrado sem rodar). Um peso num único plano corrige-o (estático / equilibragem num único plano).
- Desequilíbrio de binário / dinâmico — dois pontos pesados iguais em extremidades opostas do rotor, desfasados 180°. Em repouso anulam-se: o rotor está estaticamente equilibrado e não roda por si só. Em rotação, cada extremidade puxa no seu próprio sentido, desfasada meia volta — o rotor oscila, os apoios vibram em fase oposta. Isto desequilíbrio de binário é detetável apenas em rotação e corrigível apenas com pesos em dois planos. Os rotores reais apresentam uma combinação de ambas as formas, razão pela qual os rotores longos são balanceados em dois planos num único cálculo combinado — o método completo é abordado em Balanceamento Dinâmico Explicado.
| Desequilíbrio estático | Desequilíbrio dinâmico (de par) | |
|---|---|---|
| Detetável em repouso? | Sim — o rotor roda até o lado pesado ficar em baixo | Não — surge apenas em rotação |
| Vibração do apoio | Ambos os apoios em fase | “Apoios desfasados (o rotor “oscila”) |
| Correção | 1 peso, 1 plano | 2 pesos, 2 planos, resolvidos em conjunto |
| Regra prática | Largura do rotor < ~1/2 do diâmetro (na prática 1/3) → um plano costuma bastar; mais longo → dois planos (ISO 21940-11) | |
4. O Que o Desequilíbrio Faz aos Rolamentos: A Lei Cúbica da Vida Útil
A força centrífuga proveniente de secção 2 não desaparece — recai nos rolamentos como uma carga rotativa adicional, somada ao peso e às cargas de processo para as quais o rolamento foi dimensionado. A vida à fadiga dos rolamentos segue a equação clássica de vida nominal:
C — capacidade de carga dinâmica do rolamento; P — carga dinâmica equivalente efetivamente aplicada.
Porque a carga entra ao cubo (ou pior), forças de desequilíbrio de aspeto moderado traduzem-se numa perda dramática de vida útil:
| Carga dinâmica extra devido ao desequilíbrio | Vida útil restante do rolamento (esferas, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75 % |
| +26 % | ≈ 50 % |
| +50 % | ≈ 30 % |
| +100 % (carga duplicada) | ≈ 12 % |
No exemplo do triturador acima, os 50 g esquecidos a 200 mm acrescentaram cerca de 250 N de carga rotativa. Para um rolamento do tambor carregado, digamos, a 1 kN, isso representa +25% — a vida útil aproximadamente reduzida a metade por uma reparação descuidada. E os rolamentos são apenas a primeira vítima; a mesma vibração afrouxa parafusos, abre fissuras em soldaduras e caixas, desgasta acoplamentos e correias, e degrada o acabamento de maquinação das máquinas-ferramenta. Essa cadeia — desequilíbrio → força → fadiga — é a razão pela qual o balanceamento é manutenção, não cosmética.
5. Velocidade de Vibração RMS: O Que É Realmente Medido
A vibração pode ser descrita por deslocamento (µm), velocidade (mm/s) ou aceleração (m/s²). As normas de estado de máquinas optaram por velocidade de vibração, porque pondera de forma mais uniforme a gama de frequências médias, a mais destrutiva — e especificamente no seu Valor RMS (valor eficaz, RMS):
O RMS é a “média energética” do sinal ao longo da janela de medição — a grandeza a que se referem os limites da ISO 10816/20816.
Porquê RMS e não o pico? Um sinal de vibração real é um cocktail: a sinusoide 1× do desequilíbrio mais harmónicas, ruído dos rolamentos e picos aleatórios. Os picos saltam de forma imprevisível; o RMS integra o verdadeiro conteúdo energético do sinal e repete-se de forma fiável de medição para medição — o que é necessário para comparar com uma norma ou com um valor “antes”. (Os valores de pico continuam a ser relevantes na análise de choques; para balanceamento e avaliação de estado, o RMS é a referência.)
Como é medido na prática: : um acelerómetro na caixa do rolamento (direção radial, fixação magnética numa zona plana e limpa), sinal integrado a velocidade, limitado à banda padrão de 10–1.000 Hz, RMS calculado ao longo de algumas dezenas de rotações em média. No ecrã do vibrómetro Balanset-1A vê os três valores que importam lado a lado: RMS global (todas as causas em conjunto), o componente 1× (a parte que o balanceamento pode remover — com a sua fase), e o RPM. Se o valor global é 6 mm/s mas a componente 1× é apenas 1 mm/s, o balanceamento não resolve o problema dessa máquina — algo diferente do desequilíbrio a está a fazer vibrar.
6. Normas de Vibração Segundo a ISO 10816 / 20816 — Incluindo Bombas
A ISO 10816 (atualmente a ser consolidada na ISO 20816) responde à pergunta do operador: “esta vibração é aceitável?” Avalia a máquina montada através da velocidade de vibração RMS medida em partes não rotativas (caixas dos rolamentos) e classifica o resultado em quatro zonas:
| Zona | Significado | Diretriz típica (máquinas médias) |
|---|---|---|
| A | Condição de máquina nova | até ~1,4 mm/s |
| B | Aceitável para operação irrestrita a longo prazo | 1,4 – 2,8 mm/s |
| C | Insatisfatório para funcionamento a longo prazo — planear correção | 2,8 – 4,5 mm/s |
| D | Vibração a causar dano — aja agora | acima de 4,5 mm/s |
Especificamente para bombas (ISO 10816-3, Grupo 2: máquinas de 15–300 kW, e ISO 10816-7 para bombas rotodinâmicas), os limites das zonas dependem do tipo de fundação — rígida ou flexível:
| Bomba em… | Limite entre as zonas A e B | Limite entre as zonas B e C | Limite entre as zonas C e D |
|---|---|---|---|
| Apoios rígidos (base chumbada) | 1,4 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s |
| Apoios flexíveis (chassis, suportes com molas) | 2,3 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
Máquinas maiores (>300 kW, ISO 10816-3, Grupo 1) têm limites proporcionalmente mais permissivos (2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s em apoios rígidos, 3,5 / 7,1 / 11 mm/s em apoios flexíveis). Verifique sempre o limite indicado pelo próprio fabricante da máquina, caso exista — este prevalece sobre a tabela genérica.
Três regras práticas que tornam as tabelas úteis, e não meramente académicas:
- Meça nos rolamentos, em três direções onde possível (horizontal, vertical, axial) — a norma aplica-se à leitura mais elevada;
- Avalie a tendência, não apenas o valor absoluto. Uma bomba que se manteve em 1,8 mm/s durante anos e que agora apresenta 3,4 mm/s merece atenção, mesmo que ainda esteja “aceitável”;
- As máquinas agrícolas e móveis são avaliadas com maior tolerância — trituradores e cortadores de relva, sobre chassis inerentemente flexíveis, são considerados aceitáveis até ~7 mm/s; perseguir valores próprios de bombas nesse caso é esforço desperdiçado (detalhes no capítulo das tolerâncias).
7. Graus de Qualidade de Balanceamento G — a Tabela da ISO 1940 / ISO 21940-11
Enquanto a ISO 10816 avalia a máquina em funcionamento, a ISO 1940-1 (substituída pela ISO 21940-11, com conteúdo essencialmente inalterado) avalia o o próprio rotor: quanto desequilíbrio residual pode permanecer após o balanceamento. A tolerância é expressa como um balanceamento de qualidade grau G, definido como o produto do desequilíbrio específico pela velocidade angular:
e_per — desequilíbrio específico admissível (desvio do centro de massa) [mm]; ω — velocidade angular [rad/s]. O produto é uma velocidade — razão pela qual os graus têm unidades de mm/s.
A elegância desta definição: um único número G cobre todas as velocidades. Um rotor balanceado a G 6,3 tem o centro de massa suficientemente próximo do eixo para que a velocidade causada pelo desequilíbrio é 6,3 mm/s — independentemente das suas rpm. Rotor mais rápido → ω maior → desvio admissível e_per proporcionalmente menor. Os graus normalizados e as suas aplicações convencionais:
| Classe | Tipos de rotor típicos (segundo a ISO 21940-11) |
|---|---|
| G 40 | Rodas de automóvel, jantes, veios de transmissão de veículos de baixa velocidade |
| G 16 | Veios cardan/de transmissão, rotores de máquinas agrícolas, peças de trituradores, componentes individuais de motores |
| G 6.3 | O valor padrão industrial: ventiladores, sopradores, bombas, motores elétricos gerais, peças de máquinas, tambores, polias, volantes, centrífugas |
| G 2.5 | Turbinas a gás e a vapor, rotores rígidos de turbogeradores, acionamentos de máquinas-ferramenta, motores elétricos médios/grandes com requisitos especiais |
| G 1 | Acionamentos de retificadoras, acionamentos de gravadores e gira-discos, pequenas armaduras de precisão |
| G 0.4 | Fusos de retificadoras de precisão, giroscópios |
O significado físico do grau é mais fácil de perceber através de e_per. A 3.000 rpm (ω = 314 rad/s), o grau G 6,3 permite e_per = 6,3 / 314 = 0,02 mm = 20 µm: o centro de massa de um rotor “normalmente balanceado” a 3.000 rpm situa-se a dois centésimos de milímetro do seu eixo. O G 1, à mesma velocidade, permite apenas 3 µm. É por isso que as ferramentas de balanceamento, os mandris e até a posição da marca do tacómetro são tratados com tanto rigor — nestes desvios, tudo importa.
8. Desequilíbrio Residual Admissível: o Cálculo Segundo a ISO 1940, Passo a Passo
A pergunta prática com que todo o trabalho termina: “quantos gramas-milímetro podem permanecer?” A partir da definição do grau, uma fórmula responde a isto:
G — grau [mm/s]; M — massa do rotor [kg]; n — velocidade de serviço [rpm]. A constante 9549 = 1000 × 60/2π converte as unidades. No balanceamento em dois planos, o resultado é dividido entre os planos — geralmente 50/50 para rotores simétricos.
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Escolha o grau
A partir da tabela de aplicações da ISO 21940-11 acima — por exemplo, um rotor de ventilador industrial → G 6.3.
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Introduza a massa e a velocidade de serviço
Rotor de ventilador M = 80 kg, n = 3.000 rpm: U_per = 9549 × 6,3 × 80 / 3000 = ≈ 1.604 g·mm total.
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Dividido entre os planos de correção
Rotor simétrico, dois planos → ≈ 802 g·mm por plano. (O mesmo rotor balanceado ao grau agrícola G 16 seria permitido ≈ 2.037 g·mm por plano — os graus escalam linearmente.)
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Converta em gramas ao seu raio
Raio de correção de 250 mm → o ponto pesado residual deve ficar abaixo de 802 / 250 ≈ 3.2 g por plano. É esse o número a comparar com o que o instrumento reporta após a passagem de ajuste.
Não é necessário fazer isto manualmente junto da máquina: a mesma calculadora está integrada no software Balanset — introduza a massa, a velocidade e o grau, e a tolerância aparece junto ao desequilíbrio residual medido na janela de resultados. Existe uma versão online gratuita aqui: Calculadora de desequilíbrio residual ISO 21940-11.
O instrumento executa estes cálculos por si
O Balanset-1A mede dois canais + fase, calcula as massas de correção pelo método dos coeficientes de influência, verifica o resultado face às tolerâncias da ISO 21940-11 e imprime o relatório — para €1,975, atualizações de software gratuitas para toda a vida. A teoria desta página é exatamente o que os seus ecrãs implementam.
9. Frequência Natural e Ressonância — a Armadilha Que Todo o Balanceador Encontra
Toda a estrutura — rotor, apoios, chassis, fundação — tem frequências naturais: as taxas às quais “quer” oscilar depois de uma pancada, definidas pela sua rigidez e massa (no modelo mais simples, f_n = (1/2π)·√(k/m)). Quando a velocidade do rotor se aproxima de uma frequência natural, a força de desequilíbrio, que ocorre uma vez por rotação, chega em fase com a oscilação própria da estrutura, e cada impulso soma-se ao anterior. É isto ressonância: a amplitude multiplica-se (limitada apenas pelo amortecimento), a fase oscila descontroladamente, e a aritmética linear em que o balanceamento se baseia deixa de funcionar.
Como a ressonância se revela durante o trabalho de balanceamento:
- uma pequena variação de rpm (50–100 rpm) altera a vibração várias vezes;
- a leitura de fase recusa-se a estabilizar, ou salta quando a velocidade varia alguns rpm;
- depois de instalar o peso calculado, a vibração aumenta — e a passagem seguinte pede cada vez mais massa;
- a vibração é maior para longe do rotor (uma escada, uma proteção, uma cabina) do que nos rolamentos — é um elemento estrutural que está em ressonância, não o rotor.
Como encontrar a frequência natural com o instrumento: o gráfico RunDown
O método de campo mais rápido não requer equipamento adicional: leve a máquina até à velocidade de trabalho, corte o acionamento e deixe o instrumento registar continuamente a amplitude e a fase enquanto o rotor desacelera ao longo de toda a gama de velocidades. O software Balanset representa ambas em função das rpm (o gráfico RunDown). A leitura é imediata:
- cada pico de amplitude durante a descida assinala uma frequência natural pela qual o rotor passou;
- à mesma velocidade, o o traçado de fase faz uma inflexão acentuada (oscilação de ~180° ao atravessar a ressonância) — a confirmação clássica de que se trata de uma verdadeira ressonância, e não de um efeito de carga;
- a vales calmos entre picos são as suas velocidades de balanceamento seguras.
O que fazer com este conhecimento:
- Balancear fora das zonas de ressonância — geralmente claramente abaixo do primeiro pico ou num vale entre picos. Prática habitual em trituradores: balancear grosseiramente a 600–900 rpm e depois verificar à velocidade de trabalho;
- Mantenha todas as execuções de uma série à mesma velocidade (±100 rpm) — perto de uma ressonância, mesmo 2–3 rpm de desvio alteram de forma percetível a amplitude e a fase;
- Para bancadas de teste e suportes DIY, conceba a geometria de forma deliberada: um suporte flexível (abaixo da ressonância) deve ter a sua frequência natural 2–3× abaixo a velocidade de balanceamento — apoios com molas que se conseguem balançar visivelmente à mão conseguem exatamente isso;
- Se a própria velocidade de trabalho estiver sobre uma ressonância, o balanceamento é apenas paliativo — a verdadeira solução é alterar a rigidez ou a massa (reforçar o chassis, diferentes suportes) para afastar a frequência natural.
10. Conversão de mm/s para dB (Nível de Velocidade de Vibração)
Os dados de vibração chegam por vezes em decibéis — normas mais antigas da Europa de Leste, alguns analisadores e relatórios de vibração em edifícios usam a escala logarítmica. A conversão é uma definição, não uma medição:
v — velocidade RMS medida; v₀ — velocidade de referência. 5·10⁻⁸ m/s é a referência utilizada na prática do diagnóstico de vibração (tradição GOST/ISO antiga); a ISO 1683 também indica 10⁻⁹ m/s para alguns usos acústicos — indique sempre a referência ao citar valores em dB.
Conversões úteis à referência comum v₀ = 5·10⁻⁸ m/s:
| Velocidade RMS | Nível | Onde a encontra |
|---|---|---|
| 0,5 mm/s | 80 dB | Excelente para máquinas pequenas |
| 1,0 mm/s | 86 dB | Zona A, boa condição |
| 2,8 mm/s | 95 dB | Zona A/B → região de limite B/C |
| 4,5 mm/s | 99 dB | Limite zona C/D (máquinas médias) |
| 7,1 mm/s | 103 dB | Limite C/D em apoios flexíveis |
| 10 mm/s | 106 dB | Grave — território de dano |
Duas regras práticas tornam a escala intuitiva: +6 dB = o dobro da velocidade, +20 dB = dez vezes a velocidade. Assim, uma máquina que passou de 99 dB para 86 dB depois do balanceamento reduziu a sua vibração cerca de 4,5× — a escala logarítmica comprime grandes melhorias em números aparentemente modestos, razão pela qual os relatórios de serviço para clientes são mais claros em mm/s.
11. Perguntas Frequentes
O que é o desequilíbrio de rotor em termos simples?
Desequilíbrio significa que o centro de massa do rotor não se situa exatamente sobre o seu eixo de rotação — existe massa extra de um lado. Em repouso é invisível; em rotação, a massa desviada puxa o veio para fora uma vez por rotação, criando uma força centrífuga rotativa que faz vibrar a máquina exatamente à frequência de rotação (a componente 1×). É medido como massa × raio (g·mm) e corrigido adicionando ou removendo pesos.
Qual é a fórmula da força centrífuga causada pelo desequilíbrio?
F = m·r·ω² = U·ω², em que U = m·r é o desequilíbrio e ω = 2πn/60 é a velocidade angular. A força cresce com o quadrado das rpm: 100 g·mm produz ~1 kg de força rotativa a 3.000 rpm, mas ~16 kg a 12.000 rpm. É esta lei quadrática que explica por que as tolerâncias de balanceamento se tornam mais apertadas com o aumento da velocidade.
Qual é a diferença entre balanceamento estático e dinâmico?
O desequilíbrio estático é um único ponto pesado efetivo: o rotor parado roda até o lado pesado ficar em baixo sobre apoios livres, e um peso num único plano corrige-o. O desequilíbrio dinâmico (de binário) consiste em pontos pesados em extremidades opostas, desfasados 180°: o rotor está equilibrado em repouso mas oscila em rotação, e só pode ser detetado em funcionamento e corrigido com pesos em dois planos. Os rotores reais combinam ambos, razão pela qual os rotores longos são balanceados em dois planos num único cálculo.
Como é que o desequilíbrio afeta a vida útil dos rolamentos?
A força centrífuga soma-se à carga dinâmica P do rolamento, e a vida útil dos rolamentos segue L₁₀ = (C/P)³ para rolamentos de esferas — a carga entra ao cubo. Aproximadamente: +10% de carga ≈ −25% de vida útil, +26% ≈ −50%, duplicar a carga deixa ~12% da vida útil. Para além dos rolamentos, a mesma força rotativa afrouxa fixações, propaga fissuras e desgasta acoplamentos.
O que é a velocidade de vibração RMS e como se mede?
A velocidade de vibração RMS (root mean square, valor eficaz) é a média energética do sinal de velocidade em mm/s — a grandeza padrão da ISO 10816/20816. Para uma sinusoide pura equivale a 0,707 do valor de pico. É medida com um acelerómetro na caixa do rolamento (direção radial), com o sinal integrado a velocidade na banda de 10–1.000 Hz e calculada a média ao longo de muitas rotações; instrumentos de dois canais leem ambos os rolamentos em simultâneo e também separam a componente 1× que o balanceamento pode eliminar.
Quais são as normas de vibração da ISO 10816 para bombas?
Para bombas de 15–300 kW (ISO 10816-3, Grupo 2), os limites das zonas são 1,4 / 2,8 / 4,5 mm/s RMS em apoios rígidos e 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s em apoios flexíveis — zona A até ao primeiro valor, zona B até ao segundo (aceitável a longo prazo), zona C até ao terceiro (corrigir em breve), zona D acima desse valor (risco de dano). Máquinas maiores têm limites proporcionalmente mais altos; o limite indicado pelo fabricante prevalece sobre a tabela genérica.
O que significam os graus de qualidade de balanceamento G na ISO 1940?
Um grau G (em mm/s) é igual ao desequilíbrio específico admissível multiplicado pela velocidade angular: G = e_per·ω. Atribuições comuns: G 40 — rodas de automóvel; G 16 — veios cardan e rotores agrícolas; G 6,3 — ventiladores, bombas, motores gerais e tambores (o valor industrial padrão); G 2,5 — turbinas e máquinas-ferramenta; G 1–G 0,4 — fusos de precisão. Como ω entra na definição, o mesmo grau permite menos g·mm à medida que a velocidade aumenta.
Como calculo o desequilíbrio residual admissível segundo a ISO 1940?
U_per = 9549 · G · M / n, em que G é o grau em mm/s, M a massa do rotor em kg e n a velocidade em rpm — o resultado é em g·mm, dividido entre os dois planos de correção (geralmente 50/50). Exemplo: ventilador de 80 kg a 3.000 rpm, G 6,3 → 9549×6,3×80/3000 ≈ 1.604 g·mm total ≈ 802 g·mm por plano; a um raio de correção de 250 mm isso corresponde a cerca de 3,2 g. Ferramenta online: a calculadora ISO 21940-11 em vibromera.eu.
Como encontro a frequência natural e evito a ressonância ao balancear?
Registe um gráfico de paragem por inércia (RunDown): leve a máquina à velocidade de trabalho, corte o acionamento e registe a amplitude e a fase em função da queda de rpm. Cada pico de amplitude acompanhado de uma inflexão acentuada da fase assinala uma frequência natural; os vales entre picos são velocidades de balanceamento seguras. Sinais de que está numa ressonância: uma variação de 50–100 rpm altera a vibração várias vezes, a fase não estabiliza e os pesos calculados pioram a situação. Balanceie fora dessas zonas, ou altere a rigidez da estrutura para afastar a ressonância.
Como converto mm/s para dB em vibração?
L_v = 20·log₁₀(v/v₀) com o valor de referência v₀ = 5·10⁻⁸ m/s usado na prática do diagnóstico de vibração: 1 mm/s ≈ 86 dB, 4,5 mm/s ≈ 99 dB, 10 mm/s ≈ 106 dB. Lembre-se: +6 dB significa o dobro da velocidade e +20 dB significa dez vezes; e indique sempre o valor de referência, uma vez que algumas normas de acústica usam 10⁻⁹ m/s.
